4.1牛顿第一定律（考点解读）（原卷版）

\o"10.3物体的浮沉条件及应用"4.\o"1.质点参考系"1\o"1.牛顿第一定律"牛顿第一定律（考点解读）（原卷版）考点1伽利略理想斜面实验1、亚里士多德认为：必须有力物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。

2、伽利略的理想实验

（1）斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。减小第二个斜面的倾角，原来释放时的小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。

（2）实验示意图如下：

（3）科学推理：①若两个斜面均光滑，则小球一定会上升到原来的高度。②若减小第二个斜面的倾角，则小球仍然会到达相同的高度，不过，在第二个斜面上滚得远些。③若将第二个斜面放平(成为水平面)，那么小球从第一个斜面上滚下来之后，为达到原有高度，将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。（4）推理结论：力不是维持物体运动的原因。

3、笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。考点2牛顿第一定律1、内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态。

2、说明：

（1）物体因为有质量，故能保持原来的运动状态，如果没有力，它将永远保持此状态；

（2）因为有力，故改变物体的运动状态；质量是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因；

（3）物体的运动状态由速度来标定，速度不变，物体运动状态不变；

（4）物体运动状态变化，也可说成运动速度变化，即产生加速度。

3、使用范围：宏观世界中低速运动的物体，在惯性参考系中才适用。

4、对牛顿第一定律的理解

（1）牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，在总结前人的研究成果之上，加之丰富的想而推理得出的一条理想条件下的规律；

（2）牛顿第一定律成立的条件是物体不受任何外力的作用，是理想条件下物体所遵从的规律；在实验情况下，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的。

（3）牛顿第一定律的意义在于它揭示了一切物体都具有的一种基本属性惯性，还揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。考点3惯性与质量1、定义：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。

2、惯性的量度：惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小。

3、惯性的性质：①一切物体都具有惯性，其本质是任何物体都有惯性。②惯性与运动状态无关：不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。当物体本来静止时，它一直“想”保持这种静止状态。当物体运动时，它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动。

4、惯性的表现形式：①当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变；②当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体惯性越大，它的运动状态越难改变。

5、加深理解惯性概念的几个方面：

（1）惯性是物体的固有属性之一，物体的惯性与其所在的地理位置、运动状态、时间次序以及是否受力等均无关，任何物体都具有惯性；

（2）惯性大小的量度是质量，与物体运动速度的大小无关，绝不是运动速度大、其惯性就大，运动速度小，其惯性就小；

（3）物体不受外力时，其惯性表现为物体保持静止或匀速直线运动的状态；受外力作用时，其惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。【考点1伽利略理想斜面实验】【典例11】（2023•西城区校级开学）如图所示是伽利略的“理想实验”示意图，根据该实验，下列说法正确的是（）A．该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据 B．该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信 C．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论 D．该实验说明物体的运动需要力来维持【典例12】（1）伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，有关的实验程序内容如下①减小第二个斜面的倾角，小球在此斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动。请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是A．事实②→事实①→推论③→推论④B．事实②→推论①→推论③→推论④C．事实②→推论③→推论①→推论④D．事实②→推论①→推论④（2）关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是A．只要没有任何阻力，小球在水平面上就能匀速运动下去B．这个实验实际上是永远无法做到的C．利用气垫导轨，就能使实验成功D．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上的【变式11】（2022秋•未央区校级期末）伽利略设想了一个理想实验，如图所示。以下为他的设想：①在两个对接的斜面上，静止的小球沿一个斜面滚下后将滚上另一个斜面；②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将会沿水平面做持续的匀速运动。通过对这个实验的分析，我们可以得到的最直接的结论是（）A．自然界的一切物体都具有惯性 B．在光滑水平面上运动的小球的运动状态的维持并不需要外力 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小【变式12】（2022秋•齐齐哈尔月考）（多选）为研究力和运动之间的关系，伽利略设想了著名的理想斜面实验（图为现代人所做斜面实验的频闪照片）：忽略摩擦时，小球将在右侧斜面上升到同样的高度，减小右侧斜面倾角至水平，小球因无法上升到同样的高度而将持续的运动下去。但考虑到水平面不可能无限长，伽利略设计了一个水平面内的圆形轨道，据此得出：匀速圆周运动也是一种惯性运动，月球也是因为惯性而绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A．伽利略根据能量守恒定律得出，小球在右侧斜面会上升到与左侧释放位置一样高B．实际摩擦不可忽略，斜面倾角越小，小球在右侧斜面上上升的高度越低 C．笛卡尔修正了伽利略的观点，认为只有匀速直线运动才是惯性运动 D．牛顿认为月球绕地球运动，是因为受到了地球引力而并非惯性运动【变式13】（2020秋•遂宁期末）理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论。①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；③两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。（1）请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列（只要写序号即可）；（2）在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是。A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论【考点2牛顿第一定律】【典例21】（2023春•江川区校级期末）下列说法正确的是（）A．伽利略理想斜面实验的结论是完全基于实验事实得出的 B．伽利略理想斜面实验证明了力不是物体维持运动的原因 C．牛顿第一定律（惯性定律）反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体只在不受外力时才有惯性 D．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态【典例22】（2021秋•长宁区校级期末）教科书中这样表述牛顿第一定律：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”其中最后一个“状态”是指物体的；物体总保持匀速直线运动状态或静止状态是因为物体具有。【变式21】（2023•梅州一模）早在2300年前，墨子在《墨经》中就对力的概念提出了初步的论述：“力，刑之所以奋也。”这句话的意思是说，力是使物体开始运动或加快运动的原因。则下列关于力的说法正确的是（）A．墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同 B．物体受到变力作用，速度大小一定会改变 C．力不是维持物体运动的原因 D．当物体不受力时，物体将停止运动【变式22】（2022春•秀屿区校级期中）（多选）关于力和运动的认识，下列说法正确的是（）A．力是维持物体运动的原因 B．必须有力作用在物体上，物体才能运动：没有力的作用，物体就要静止在某个地方C．一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 D．如果运动中物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向【变式23】（2023•成都开学）英国物理学家总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或运动状态。该定律已成为公认的物理学基本定律之一。【考点3惯性与质量】【典例31】（2023•南海区开学）关于惯性，下列说法中正确的是（）A．同一汽车，速度越快，越难刹车，说明物体速度越大，惯性越大 B．羽毛球可以快速拍打，是因为羽毛球的惯性小的缘故 C．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 D．已知月球上的重力加速度是地球上的，故一个物体从地球移到月球惯性减小为【典例32】（2022秋•拱墅区校级期末）（多选）下列关于惯性的说法中，正确的是（）A．质量是物体惯性的唯一量度 B．出膛的炮弹是靠惯性飞向远处的 C．物体的运动速度越大，其惯性也越大 D．只有匀速运动或静止的物体才有惯性，加速或减速运动的物体都没有惯性【变式31】（2023•东昌府区校级开学）第24届冬季奥运会在北京和张家口举行，下列关于赛场上一些现象和情景的说法中正确的是（）A．滑雪手套掌心处设计的颗粒是为了增大摩擦 B．宽大的滑雪板可以减小运动员对地面的压力 C．击出的冰球仍高速运动，是因为受到惯性的作用 D．短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时，运动状态不变【变式32】（2022秋•开福区校级期末）（多选）对一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是（）A．采用大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明通过科学手段能使小质量的物体获得大的惯性 B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性 D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，而人和车的惯性并没有改变【变式33】（2023•湖南开学）我国的“复兴号”动车组具有高速、平稳等运行特点。如图所示，某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上，由于硬币具有，它能与动车一起继续向前运动：“纹丝不动”的硬币受到的重力与窗台对它的支持力是一对（选填“平衡力”或“相互作用力”）。1．（2022秋•沙坡头区校级期末）伽利略理想实验揭示了（）A．若物体运动，那么它一定受力 B．力不是维持物体运动的原因 C．只有受力才能使物体处于静止状态 D．只有受力才能使物体运动2．（2023•辽宁开学）伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别展示了这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（）A．图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出力是维持物体运动的原因 B．图甲中的实验可以在实验室中真实呈现 C．图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间的测量更容易 D．图乙中逐渐改变斜面的倾角，通过实验得出自由落体运动是匀变速运动3．（2023春•抚顺期末）下列描述符合事实的是（）A．米、克、秒为国际单位制中的基本单位 B．物体受到力的作用时，它的运动状态一定会发生改变 C．物体的速度越大，其具有的惯性就越大 D．牛顿在伽利略研究成果的基础上总结出了牛顿第一定律4．（2023•浏阳市开学）信念、勇气、团结是中国女足的精神。如图所示，这是中国女足队员在比赛中的争顶瞬间。下列说法正确的是（）A．顶球时，球对运动员的头没有力的作用 B．运动员对球的力只改变了球的方向 C．球运动到最高点受力平衡 D．停止用力后，球继续向上运动是因为球具有惯性5．（2023春•嘉兴期末）如图所示，我国运油﹣20空中加油机正在给歼﹣20战斗机进行空中加油，则（）A．歼﹣20在加油过程中惯性不变 B．加油时以歼﹣20为参考系，运油﹣20是静止的 C．加油时以歼﹣20为参考系，机旁白云是静止的 D．加油前歼﹣20在尝试对接时可把运油﹣20看作质点6．（2023•新城区校级开学）如图所示为小阳同学在体育测试中“原地掷实心球”的场景，图中虚线描绘的是实心球离开人手后运动的路径，不计空气阻力，下列说法中不正确的是（）A．球离开手后能在空中继续上升，是由于球具有惯性 B．球在离开手后的上升过程中，重力的方向一定竖直向下 C．球运动到最高点时，合力为零 D．球最终落向地面，是因为球受到了重力的作用7．（2021秋•东风区校级期末）（多选）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础，下列有关惯性说法正确的是（）A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B．没有力的作用，物体只能处于静止状态 C．汽车超速会增大汽车的惯性 D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动8．（2022秋•杭州期中）（多选）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）A．牛顿第一定律是由实验得出的规律 B．牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因 C．惯性定律与惯性的实质是相同的 D．牛顿第一定律说明了物体的运动不需要力来维持9．（2021秋•伊美区校级期末）（多选）关于牛顿第一定律的说法正确的是（）A．牛顿第一定律说明物体的